Разработка технологии, изучение структуры и свойств углероднаполненных композиционных хемосорбционных волокнистых материалов

• Автор: Шкабара, Александр Игоревич
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 132 с. : ил.

Содержание
Введение

1. Литературный обзор

1.1. Хемосорбционные материалы

1.2. Применение композиционных

хемосорбционных материалов

1.3. Углеродные волокна

1.3.1. Получение углеродных волокнистых

материалов на основе полиакрилонитрильных волокон

1.3.2. Получение углеродных волокнистых

материалов на основе гилратцеллюлозных

волокон
1.3.3. Структура углеродных волокон
1.3.4. Влияние условий модификации поверхности УВ на ее активность и пористую структуру
1.3.5. Получение хемосорбционных углеродных
волокон
1.4. Полимерные элекфолиты
2. Объекты и методы исследования
2.1 Объекты исследования
2.2 Методы исследования .
3. Изучение процессов синтеза и формирования ионитовых
матриц композиционных хемосорбционных материалов
на углеродных волокнистых наполнителях
4. Изучение структуры и свойств углсроднаполненных
межканальных наполнителей Полигон
5. Получение протон проводящих мембран на основе
материалов Полигон для топливных элементов
Основные выводы
Список литературы


Поликон» методом поликонденсационного наполнения. Поли-кон», отличающихся высокой сорбционной активностью по отношению к органическим соединениям (обменная емкость 3,0 мг-экв/г) и повышенными физико-механическими характеристиками (разрушающее напряжение на разрыв - МПа). Поликон»; полученные материалы характеризуются высокой электропроводностью (1,3* 3-3,0*‘2 СМ/см), обменной емкостью (2,7-2,8 мг-экв/г), хорошим влаго-поглощением. Материалы диссертации используются в учебном процессе для студентов химико-технологических и экологических специальностей. Автор работы выражает благодарность главному научному сотруднику Института физической химии и электрохимии им. А.И. Фрум-кина РАН д. Вольфковичу Ю. М. за помощь в поведении исследований и обсуждение полученных экспериментальных данных по поромет-рии материалов «Поликон». Промышленная деятельность человека привела к резкому ухудшению экологической обстановки в результате загрязнения воздушного (газовыми выбросами) и водного (продуктами, содержащимися в сточных водах предприятий) бассейнов. На одном из первых мест стоит проблема очистки водоемов от целого ряда органических веществ, таких как: СПАВ, нефтепродукты, фенолы, соединения ароматического ряда, нарушающих природный баланс водной среды. Наиболее перспективным методом очистки является применение хемосорбционных материалов [1- ]. Хемосорбционные материалы - это полимерные материалы, содержащие ионогеипые группы, способные к обмену ионов при контакте с растворами электролитов. Ионогенные группы закреплены на полимерном каркасе (матрице) и диссоциируют, давая полиионы (фиксированные ионы) и подвижные ионы. Для очистки промышленных стоков, содержащих ионы тяжелых металлов, обычно используют гранулированные сорбенты, а для удаления токсичных металлов, например хрома, кадмия, цинка, хемосорбцию объединяют с осаждением. Ассортимент волокнистых сорбентов и круг аналитических, природоохранных и технологических задач, решаемых с их помощью, с каждым годом все болсс расширяются. Это связано с рядом преимуществ сорбентов волокнистой структуры по сравнению с другими типами сорбционных материалов [, , , ]. Уникальное сочетание свойств текстильных ионообменных материалов предопределяет их преимущества по сравнению с гранулированными ионитами во многих процессах. Они состоят из тонких монофила-ментов одинакового диаметра (5 - мкм) и однородны по толщине, что обуславливает высокую скорость ионного обмена и сорбции. Важным свойством волокнистых ионитов является их чрезвычайно высокая осмотическая стабильность. Они выдерживают многократное чередование циклов сушка - увлажнение без заметного разрушения их филаментов. Волокнистые иониты по диаметру и скорости ионообменных процессов можно сравнить с микросферическими ионитами, используемыми для аналитических целей. Применение гранул такого диаметра (0 - 0 мкн) в крупномасштабных процессах едва ли возможно из-за высокого сопротивления фильтрующих слоев и трудности их удерживания в колонках. Эти трудности исчезают при использовании коротких слоев волокнистых ионообменных материалов, поскольку сопротивление слоя легко варьируется плотностью упаковки волокнистого материала в каждом случае. Существующие в настоящее время подходы к обезвреживанию и уничтожению промышленных отходов и стоков, токсичных продуктов военного назначения, коммунальных и сельскохозяйственных стоков и других загрязненных вод и почв путем их сжигания, захоронения, химической и биологической переработки весьма дорогостоящи и не универсальны по отношению к объектам переработки. Кроме того, данные методы, как правило, состоят из нескольких стадий, и их применение далеко не всегда завершается получением абсолютно безвредных продуктов. Для очистки растворов, имеющих осадки со сложной основой, которые необходимо уловить, используют катиониты, аниониты и амфо-литы. У катионитов (ионитов с положительно заряженными противоионами) обменными группами являются: -БОзЫ; -СООН; -РО(ОН)2. Катионитам с такими группами присущи не только обменные, но и комплексообразующие свойства.